急冷凝固高炭素鉄合金に生成する非平衡固溶体4相の磁気特性

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05650734
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 恵良 秀則 九州工業大学, 工学部, 助教授 (00127987)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大坪 文隆 九州工業大学, 工学部, 助手 (10243982) ; 岸武 勝彦 九州工業大学, 工学部, 教授 (40029880)
• Keywords: 高炭素鉄合金 / 急冷凝固 / 非平衡固溶体 / A13型相 / アモルファス / 規則構造 / 電気抵抗 / 磁性

Research Abstract

前年度において、ほぼ単一のψ相からなる合金の組成は、Fe-3%C-10%Cr-10%Mo合金およびFe-3%C-10%Cr-3%Si合金(いずれもmass%)であることを確定した。また、同様な組成の合金を用い、急冷速度を高くしてアモルファス相を作製した。そして、ψ相の電気抵抗の温度依存性が、アモルファス相とほぼ同様であることがわかった。示差熱分析およびX線回折図形の解析結果から、これらの相はおおよそ室温から500K〜600Kの温度まで他の相を形成せず(Metall.Trans.A(1994))、また原子配列の短範囲規則度という観点から、ψ相は他のどの結晶質相よりもアモルファス相に近いことを明かにし(Metall.Trans.A(1993))、これを裏づける証拠を現在提出している(Philosophical Magazineに投稿中)。したがって、ψ相は本来、結晶質相であるにもかかわらず、アモルファス相と構造的に類似しており、また同様の熱的安定性および電気抵抗性を示すことが明らかになった。
以上のように、ψ相の熱抵抗および電気抵抗はアモルファス相と同等であることがわかったが、磁性に明かな向上が見いだされた。ψ相は凝固ままでは非平衡の固溶体であり、低温(<500K)で熱処理すると、規則構造を形成する。磁気特性は、アモルファス相、固溶体ψ相および規則化ψ相の3種について調べた。いずれの相も残留磁化はゼロであった。しかし、比透磁率および飽和磁束密度がアモルファス相、固溶体ψ相、規則化ψ相の順に高くなり、特に規則化ψ相の飽和磁束密度はアモルファス相の3倍の値を示した。これらのことから、ψ相、特に規則構造を有するψ相は、アモルファス相より優れたソフト磁性材料として有望であると結論された。

Research Products

• [Publications] H. ERA, P. LI and K. Kishitake: "Precipitation of BCC Phase from Nonequilibrium A13-Type Phase in Rapidly Solidified High-Carbon Fe-Cr-Mo Alloy" Metallurgical and Materials Transactions A. 25A. 2542-2546 (1994)
• [Publications] H. ERA, K. Kishitake and P. Li: "Structure and Decomposition of A13-Type Phase in Rapidly Solidified High-Carbon Cr-Si Alloy" Metallurgical Transactions A. 24A. 751-756 (1993)